В индустрии, которая занимается производством солнечных батарей, приборов ночного видения, а также цифровых фото- и видеокамер, намечается нечто, что впоследствии вполне может быть названо "промышленной революцией". Речь идет о применении нового материала, сейчас известного как "черный кремний" (black silicon). Самому материалу уже более десяти лет "от роду", но его коммерческое использование может начаться только в нынешнем году.

Родоначальником новой технологии стал Эрик Мазур, физик-экспериментатор из Гарвардского университета. Десятилетие назад он работал над заказом Пентагона - занимался исследованиями каталитических реакций на металлических поверхностях. Как впоследствии рассказывал сам ученый, в какой-то момент ему "до смерти надоели металлы". Тогда Эрик Мазур решил немного изменить направление исследования и поэкспериментировать с другими материалами. Под руку попались кремниевые полупроводники - и в тот момент исследователь даже не предполагал, что это может дать какой-то практический результат.

Так или иначе, Мазур совместно с помогавшими ему студентами начал облучать кремниевую пластину короткими импульсами особо мощного лазера в атмосфере гексафторида серы - этот газ обычно используется при производстве микросхем. После этой процедуры пластина стала черной. Ее изучение под электронным микроскопом показало, что поверхность кремния оказалась усеяна множеством микроскопических конусообразных выступов.

Тогда исследователь сообщил коллегам из других институтов, что проведенная им обработка кремниевой пластины при помощи импульсного лазера в специальной газовой среде приводит к образованию кластеров и острых выступов на поверхности кремния. Полученный в результате материал сотрудники Мазура тогда же окрестили "черным кремнием". А вскоре выяснилось, что он обладает уникальным свойством - поглощать почти весь попадающий на него свет. То есть альбедо "черного кремния" стремится к нулю.

Такие качества полупроводникового материала грех было бы не использовать. И уже первые эксперименты показали: "черный кремний" значительно превосходит обычный (необработанный) по светочувствительности в видимом диапазоне, а также обрел способность воспринимать инфракрасное излучение. Эти свойства очень востребованы в таких устройствах, как солнечные батареи, датчики изображения, приборы ночного видения и т.п.

Дальнейшие исследования и совершенствование технологии привели к тому, что черный кремний, полученный при оптимальном сочетании мощности лазера и концентрации гексафторида серы, имеет чрезвычайно высокую светочувствительность - в 100-500 раз выше, чем у обычного кремниевого детектора. Новый материал вбирает в два раза больше видимого света, чем обычный кремний, а также способен воспринимать инфракрасное излучение, которое не могут уловить представители нынешнего поколения кремниевых детекторов.

С коммерческой точки зрения принципиально важно, что технология выпуска пластин "черного кремния" почти не потребует переоснащения уже существующих современных полупроводниковых производств. То есть для начала выпуска революционно новых по своим возможностям цифровых камер, приборов ночного видения и солнечных батарей не нужны крупные инвестиции в промышленное оборудование и, тем более, новые фабрики.

Что американцы всегда отлично умели делать, так это превращать научные открытия в живые деньги, "монетизировать" лабораторные исследования. Описанное открытие не стало исключением. Еще в 2005 году специально для коммерциализации разработки была создана компания SiOnyx. Однако сама эта компания заниматься производством "черного кремния" (либо продуктов на его основе) вовсе не планирует. Задача компании - заниматься дальнейшими исследованиями по теме "black silicon", патентовать разработки, доводить технологии до стадии коммерческого применения и продавать лицензии производителям. Собственно, такую бизнес-схему используют многие средних размеров IT-компании. Самый яркий пример - компания-разработчик чипов для мобильных устройств ARM.

Генеральным директором SiOnyx стал Стивен Сейлор, до этого - также один из сотрудников гарвардской лаборатории и специалист по полупроводниковым технологиям. В начале 2006 года в состав основателей SiOnyx вошел ряд исследователей из Гарварда, а в 2007-м молодая компания получила более $11 млн венчурных инвестиций от фондов Harris & Harris, Polaris Venture Partners и RedShift Ventures. Экономический кризис приостановил, но вовсе не изменил амбициозные планы SiOnyx. Впрочем, выпускать собственные акции и выходить за финансированием на высокотехнологическую биржу Nasdaq компания SiOnyx пока не торопится.

Сегодня в качестве своего главного научно-производственного проекта SiOnyx называет "создание недорогой и широко масштабируемой платформы для детекции света в широком спектральном диапазоне". При ее производстве будет применяться запатентованный SiOnyx процесс фемтосекундной лазерной гравировки, позволяющий создавать на поверхности различных материалов светопроводящий слой толщиной 300 нм.

Виктор ДЕМИДОВ